СПОСОБ ИМИТАЦИИ ПРОЦЕССА ПОДМЕТАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E01H1/00 G01M19/00 

Изобретение относится к области подметальных и подметально-уборочных машин, предназначенных для содержания дорожных покрытий.

Известен способ исследования цилиндрических щеток подметальных машин, содержащий принудительное вращение щетки, установленной над неподвижной опорной поверхностью, и измерение момента сопротивления вращению щетки, возникающего вследствие упругой деформации изгиба щеточного ворса при взаимодействии его с опорной поверхностью. Известно устройство для осуществления способа, содержащее цилиндрическую щетку с ворсом, которая соединена с приводным валом, смонтирована над неподвижной опорной поверхностью и снабжена тензометрами сопротивления для измерения момента сопротивления вращению.

Недостаток известных способа и устройства невозможность исследования установившегося процесса взаимодействия щетки с загрязнениями.

Прототипом изобретения является способ исследования цилиндрических щеток подметальных машин, содержащий вращение неподвижной щетки и принудительную подачу к ней потока загрязнений со скоростью, имитирующей скорость переносного движения подметальной машины. Устройство для осуществления способа-прототипа содержит закрепленную на неподвижной раме цилиндрическую щетку с приводом вращения, которая смонтирована с возможностью фиксированного перемещения по вертикали над ленточным транспортером, снабженным бункером для загрязнений. В указанных способе и устройстве инверсирован принцип переносного движения цилиндрической щетки в процессе подметания: абсолютная скорость переносного движения щетки равна нулю, а абсолютная скорость подметаемой поверхности равна относительной линейной скорости щетки. Изменение скорости ленточного транспортера имитирует изменение переносной скорости подметальной машины и подачи транспортером загрязнений из бункера к щетке.

Недостаток прототипа-способа и устройства нарушение адекватности и точности экспериментальных исследований при инверсировании переносного движения цилиндрической щетки вследствие взаимодействия щетки и отбрасываемых ей загрязнений с неподвижной воздушной средой, тогда как в натурном процессе подметания цилиндрическая щетка движется с переносной скоростью относительно неподвижной воздушной среды, а абсолютная скорость отбрасываемых щеткой загрязнений относительно воздушной среды складывается из относительной скорости отбрасывания этих загрязнений ворсом щетки при потере им контакта с поверхностью дороги и переносной скорости машины. Скорость переносного давления и относительная скорость отбрасывания загрязнений ворсом сравнимы по величине, поэтому отсутствие переносной скорости щетки относительно воздушной среды существенно изменяет нелинейное влияние аэродинамического сопротивления на полет отбрасываемых щеткой загрязнений по баллистической траектории и искажает в целом результаты экспериментальных исследований.

Цель изобретения повышение точности экспериментальных исследований процесса подметания путем дополнительной имитации переносного аэродинамического воздействия на отбрасываемые щеткой загрязнения.

Для этого способ исследований цилиндрических щеток подметальных машин, содержащий вращение неподвижной щетки и принудительную подачу к ней потока загрязнений со скоростью, имитирующей скорость переносного движения подметальной машины, содержит обдув щетки потоком воздуха параллельно движению потока загрязнений в том же направлении. Устройство для осуществления указанного способа, содержащее закрепленную на неподвижной раме цилиндрическую щетку с приводом вращения, которая смонтирована с возможностью фиксированного перемещения по вертикали над ленточным транспортером, снабженным бункером для загрязнений, содержит смонтированный перед щеткой со стороны бункера вентилятор, который выполнен с возможностью изменения частоты вращения и снабжен выходным соплом, установленным параллельно поверхности транспортера и направленным в сторону щетки. Ширина сопла вентилятора превышает ширину подметания цилиндрической щетки.

На фиг.1 показано устройство для исследования цилиндрических щеток подметальных машин, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг.3 схема влияния аэродинамического воздействия на перемещение отбрасываемых щеткой загрязнений.

Способ исследования цилиндрических щеток подметальных машин осуществляется следующим образом.

Устанавливают неподвижно цилиндрическую щетку над подметаемой поверхностью. Вертикальным фиксированным перемещением щетки задают необходимую величину изгибной деформации ее ворса. Обеспечивают относительное вращение щетки. Принудительно подают к вращающейся щетке поток загрязнений со скоростью, имитирующей скорость переносного движения подметальной машины. Щетку обдувают потоком воздуха параллельно движению потока загрязнений и в том же направлении. Регистрируют дальность и эффективность отбрасывания щеткой загрязнений при аэродинамическом воздействии на них подвижной воздушной среды.

Устройство для исследования цилиндрических щеток подметальных машин содержит корпус 1, смонтированные на нем с возможностью вращения приводной барабан 2 и натяжной барабан 3, на которых смонтирован ленточный транспортер 4. Приводной барабан обычным образом посредством клиноременной передачи 5 и редуктора 6 соединен с электродвигателем 7. Над транспортером 4 смонтирован бункер 8 для сыпучего материала и загрязнений, оборудованный шиберной заслонкой 9. С другого конца у торца транспортера 4 расположен приемный бункер 10. На неподвижной раме 11, снабженной регулировочными винтами 12, над транспортером 4 установлена на рычагах 13 с возможностью вращения цилиндрическая щетка 14, связанная посредством клиноременной передачи 15 с электродвигателем 16.

Перед щеткой 14 со стороны бункера 8 смонтирован осевой вентилятор 17, снабженный приводным двигателем (не показан), который выполнен с возможностью изменения частоты вращения. Вентилятор 17 снабжен воздухозаборником 18 и выходным соплом 19, установленным параллельно поверхности транспортера 4 и направленным в сторону щетки 14. Сопло 19 выполнено с шириной В₁, превышающей ширину В₂ подметания цилиндрической щетки 14 (фиг.2).

Исследование цилиндрической щетки подметальной машины осуществляется следующим образом. При помощи регулировочных винтов 12 осуществляют фиксированное перемещение щетки 14 по вертикали и устанавливают необходимую величину изгибной деформации ее ворса, взаимодействующего с поверхностью транспортера 4. Затем перемещением заслонки 9 устанавливают необходимую толщину h подачи слоя загрязнений транспортером 4 из бункера 8 в направлении, указанном стрелкой А. Включением электродвигателей 7 и 16 обеспечивают вращение щетки 14 и подачу к ней загрязнений начальным слом 20. Ширина В₃ подачи загрязнений превышает ширину В₂ подметания щетки 14. Ворс вращающейся щетки 14 обеспечивает отбрасывание загрязнений по стрелкам Б. Остаток загрязнений, не захваченных щеткой 14, распределенный по ширине В₄, ссыпается по стрелке Г в бункер 10. В результате отбрасывания щеточным ворсом загрязнения совершают полет по баллистической траектории в условиях аэродинамического сопротивления и после падения на поверхность транспортера 4 формируют призму 21 отбрасывания перед щеткой 14. Высота Н призмы 21 отбрасывания, превышает высоту h начального слоя 20 загрязнений (фиг.3).

Вентилятор 17 обеспечивает движение потока воздуха через сопло 19 по стрелкам Д в сторону щетки 14 со скоростью, соответствующей переносной скорости подметания. Поток воздуха шириной В₁ перекрывает ширину В₂ подметания щетки 14, исключая тем самым проявление краевого эффекта по границам потока воздуха, и оказывает дополнительное аэродинамическое воздействие на частицы загрязнений, совершающие полет по баллистической траектории 22. Траектория 22 имеет меньшую длину по сравнению с показанной пунктиром на фиг.3 аналогичной траекторией, получаемой без дополнительного аэродинамического воздействия на загрязнения. Изменение частоты вращения вентилятора 17 обеспечивает изменение скорости воздушного потока в соответствии с имитируемой скоростью переносного движения подметальной машины.

Преимущество изобретения состоит в адекватном аэродинамическом взаимодействии загрязнений, отбрасываемых исследуемой цилиндрической щеткой в процессе подметания, с воздушной средой с учетом скорости переносного движения подметальной машины, что существенно повышает точность и эффективность экспериментальных исследований.

Использование: изобретение относится к области подметальных и подметально-уборочных машин. Сущность изобретения: способ имитации процесса подметания, включающий в себя вращение неподвижной щетки и принудительную подачу к ней потока загрязнений со скоростью, соответствующей скорости переносного движения подметальной машины, включает также и обдув щетки потоком воздуха параллельно движению потока загрязнений в том же направлении и регистрацию дальности отбрасывания щеткой загрязнений для определения коэффициента эффективности подметания. Устройство для осуществления способа содержит закрепленную на неподвижной раме цилиндрическую щетку с приводом вращения, которая смонтирована над ленточным транспортом, снабженным бункером для загрязнений. Перед щеткой смонтирован вентилятор, выходное сопло которого установлено параллельно поверхности транспортера и направлено в сторону щетки. Отбрасываемые щеткой загрязнения испытывают дополнительное аэродинамическое сопротивление от действия потока воздуха со скоростью, имитирующей переносную скорость подметальной машины относительно неподвижной воздушной среды, что повышает точность и эффективность экспериментальных исследований процесса подметания. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ имитации процесса подметания, включающий в себя вращение неподвижной в горизонтальном направлении щетки и принудительную подачу к ней потока загрязнения со скоростью, соответствующей скорости переносного движения подметальной машины, отличающийся тем, что щетку обдувают потоком воздуха, направленным в ту же сторону, что и поток загрязнений, параллельно последнему и регистрируют дальность отбрасывания щеткой загрязнений для определения коэффициента эффективности подметания. 2. Устройство для имитации процесса подметания, содержащее закрепленную на неподвижной раме цилиндрическую щетку с приводом вращения, которая смонтирована с возможностью фиксированного перемещения по вертикали над ленточным транспортером, снабженным бункером для загрязнений, отличающееся тем, что перед щеткой со стороны бункера смонтирован вентилятор, выполненный с возможностью изменения частоты вращения, выходное сопло которого установлено параллельно поверхности транспортера и направлено в сторону щетки. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сопло вентилятора имеет ширину, превышающую ширину подметания цилиндрической щетки.